鋰電池是2000年后由美國永備公司所推出來并得到成功市場化的新型綠色高能化學(xué)電源，在應(yīng)用于需要的高能量高功率電源的電子設(shè)備和電動(dòng)玩具方面，顯示了非常優(yōu)越的性能。在中等放電電流以上時(shí)，鋰鐵電池的放電時(shí)間可達(dá)堿錳電池的6倍左右；而與鎳氫電池相比，其放電電壓平穩(wěn)，儲存時(shí)間具有顯著優(yōu)勢。具體優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：

①電壓高，鋰電池的標(biāo)稱電壓達(dá)到3.6V-3.85V；是鎳氫電池的3倍，是磷酸鐵鋰電池的1.1倍；

②能量密度高，鋰電池能量密度250Wh/Kg；是鎳氫電池和磷酸鐵鋰的2倍；

③循環(huán)壽命長，鋰電池的循環(huán)壽命一般為500-1000次，磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命可達(dá)到2000次；

④環(huán)境性能友好，無公害，無記憶效應(yīng)，鋰電池中不含鎘、鉛、汞等對環(huán)境有污染的元素；

⑤自放電小，室溫下充滿電的鋰電池儲存1個(gè)月后的自放電率為2%左右；

⑥可以快速充放電，1.5小時(shí)能將電池充滿；最快6分鐘能將電池放完；

⑦工作溫度范圍寬，工作溫度為20℃~60℃；低溫電芯低溫放電能力可達(dá)-40℃。

1、鋰電池基本結(jié)構(gòu)

主要材料：正極、負(fù)極、電解液、隔膜

結(jié)構(gòu)：圓形、方形;疊片、卷繞

形態(tài)：聚合物(軟包裝)、液態(tài)鋰離子(鋼殼)

2、鋰電池工作原理

正極材料：LiMn2O4，負(fù)極材料：石墨

充電時(shí)正極的Li+和電解液中的Li+向負(fù)極聚集，得到電子，被還原成Li鑲嵌在負(fù)極的碳素材料中。放電時(shí)鑲嵌在負(fù)極碳素材料中的Li失去電子，進(jìn)入電解液，電解液內(nèi)的Li+向正極移動(dòng)。

3、鋰電池組成原理

①正極構(gòu)造

LiMn2O4(錳酸鋰)+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(鋁箔)正極

②負(fù)極構(gòu)造

石墨+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(銅箔)負(fù)極

4、充電過程

電源給電池充電,此時(shí)正極上的電子e從通過外部電路跑到負(fù)極上，正鋰離子Li+從正極“跳進(jìn)”電解液里，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達(dá)負(fù)極，與早就跑過來的電子結(jié)合在一起。

正極上發(fā)生的反應(yīng)為LiMn2O4 ==Li1-xMn2O4+Xli++Xe(電子)

負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為6C+XLi+Xe==LixC6

5、放電過程

電池放電，此時(shí)負(fù)極上的電子e從通過外部電路跑到正極上，正鋰離子Li+從負(fù)極“跳進(jìn)”電解液里，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達(dá)正極，與早就跑過來的電子結(jié)合在一起。

正極上發(fā)生的反應(yīng)為Li1-xMn2O4+xli++xe(電子) ==LiMn2O4

負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為LixC6 == 6C+xLi+xe